MasAgro Biodiversidad. Logros y Oportunidades MAÍZ

Transcripción

1 MasAgro Biodiversidad Logros y Oportunidades MAÍZ Contactos: Sarah Hearne, s.hearne@cgiar.org Terry Molnar, t.molnar@cgiar.org 31 agosto 2017

2 MAB Maíz - concepto Pescando en la pecera Una gota de agua en el mar Mejoramiento utilizando donantes endogámicos y líneas élite

3 MAB Maíz - concepto Precaución; hay tiburones en el mar!! Problemas ligamiento genético negativo

4 MAB Maíz - concepto Información relevante de los mejoradores limitada

5 MAB Maíz estructura Atlas molecular Alelos nuevos Germoplasma nuevo Trigo Fortalecimiento de capacidades

6 MAB Maíz estructura MasAgro Maíz

7 MAB Maíz Atlas molecular Entender y explorar la diversidad molecular de maíz Caracterización genómica usando marcadores DArTseq - SNP y SilicoDArT Protocolo modificado- muestras compuestas 25,000 Criollos ~2,000 poblaciones del banco ~400 teosinte y Tripsacum 570 CML ~37,000 entries Análisis de diversidad Identificación de criollos de alto valor Huellas de selección Donadores de CIMMYT expvp

8 MAB Maíz Atlas molecular Escala multi-dimensional de distancias genéticas euclidianas 15,384 criollos 1,549 criollos del ambientes sequia CurlyWhirly: Fortalecimiento de capacidades

9 MAB Maíz Atlas molecular 250 Tropicales 1,549 criollos del ambientes sequia 100 Sub-tropicales 250 Sub-tropicales Selección, evaluación y uso en el desarrollo de germoplasma nuevo Catalogo de productos: Fortalecimiento de capacidades

10 MAB Maíz Alelos Nuevos Estudios de asociación del genoma completo GWAS Poblaciones biparentales germoplasma nuevo GWAS del ambiente Huellas de selección Podemos usar datos ambientales de los orígenes de criollos

11 MAB Maíz Alelos Nuevos Estudios de asociación del genoma completo GWAS 4500 testigos Ensayo Estreses abióticos Enfermedades Calidad de grano calor sequia Bajo nitrógeno Experimentos Complejo de mancha de asfalto, Cercospora, Turcicum, Pudrición de mazorca (Fusarium), Pudrición de tallo (Fusarium y Acremonium) hardness, starch, oil, amino acids, phenolics >1.5m puntos de datos 36 ensayos siembrada, 34 cosechada Genotipificación de secuenciación ~350,000 SNP Catalogo de productos: Fortalecimiento de capacidades

12 Days to anthesis MAB Maíz Alelos Nuevos Estudios de asociación del genoma completo GWAS Días a floración vgt1 masculina zcn8 Inversión homocigota Heterocigotes Cluster Referencia homocigota Los más grandes efectos sobre floración documentados a la fecha Romero et al 2017

13 MAB Maíz Atlas y Alelos Nuevos GWAS del ambiente, huellas de selección Genotipo + Característica ambiente Aldehido deshidrogenasa Factor de transcripción controlando choque térmico Selección genómica la reducción ph sueloso eliminación de la variación entre los nucleótidos cerca de una 6m precipitación mutación 1,700 en acc el ADN. Es el resultado 2,900 de un accalelo beneficioso que ha alcanzado recientemente la fijación debido a la fuerte selección natural positiva Floración, altura de plantas, rendimiento Predicciones DTA 0.468, DTS AP 0.524, REN ,954 acc Potencial uso de SG en pre-mejoramiento y selección de criollos del banco Alberto Romero, Arcadio Valdés: Fortalecimiento de capacidades

14 Concepto de mejoramiento Llenar la brecha que existe entre los bancos de germoplasma y los programas de mejoramiento. Recursos Genéticos Mejoradores de Líneas Elite Caracterización de híbridos y su comercialización Aplicación de la nueva diversidad en los campos de los productores Estamos trabajando aquí

15 Liberación de germoplasma por líneas Deben contener alelos nuevos para el carácter objetivo. Debería ser mejor que el germoplasma élite para el carácter objetivo. O que pueda mostrar efectos aditivos sobre alelos nuevos. Potencial de rendimiento en condiciones normales si no, los mejoradores no lo van a usar. Aspecto agronómico decente debe de ser una línea pasable o razonable en: Alturas de planta y mazorca, acames de raíz y tallo, etc

16 Rendimiento en condiciones de estrés Estrategia de Selección 5 t/ha Inestable Estable y Alto Potencial Bajo Potencial Inestable Rendimiento en condiciones sin estrés 0 12 t/ha

17 Metodología de mejoramiento Evaluaciones de criollos per se Mejores Dentados X Línea de Grp. Het. A Mejores Cristalinos X Línea de Grp. Het. B F1 X Línea de Grp. Het. A F1 X Línea de Grp. Het. B RC1 X & X Probador de Grp B RC1 X & X Probador de Grp A Ensayos replicados en condiciones normal y de estrés

18 Red de ensayos y evaluaciones: (provisorio) CIMMYT-Obregon CIMMYT-Tlaltizapán INIFAP-Los Mochis INIFAP- Santiago Ixc. UAAAN-Torreon U. Chapingo Agribiotech DuPont-Pioneer Global Seed Genetics Novasem Semillas Moreno-Retis Semillas Proase Terrasemilla Sequia Calor Complejo de Mancha de Asfalto Azules

19 Proyectos actuales en mejoramiento (entre paréntesis el número de criollos o poblaciones ya evaluado y donador) Resistencia/tolerancia a: Sequía durante el tiempo de la floración (>600, MA) Calor durante el tiempo de la floración (>200, MA/CGIAR) Complejo mancha de asfalto (>800, MA/CGIAR) Complejo maíz necrosis letal (>1000, CGIAR) Cualidad/Nuevo Mercados: Maíz azul con alto contenido de antocianina (>200, MA/Kellogg s)

20 Efectos de calor y sequía en maíz en África Villaflores, Chi Celaya Lobell et al. Nature Climate Change 2011

21 Ensayos de Sequía: A: 629 criollos evaluado. Criollos de Mex, Arg, Brz, Chile: >100 razas. 2 locs x 3 reps, riego reducido (RR). 2015A: 115 criollos avanzados de los ensayos de locs x 2 reps RR y 2 reps riego normal (RN). 2016A: 1327 RC1F2 cruzas de prueba (CP). RC1F2s derivados de CML376 x los mejores 20 criollos subtropical de locs (4 cosechados) x 2 reps RR y 1 reps NN. Todas las líneas genotipificadas hermanos completos (HC) 2017A: CP de 174 RC1F3s avanzados de 16 y CP de 622 RC1F2s. RC1F2s: derivados de CML549 x 8 de los mejores criollos tropical de locs x 2 reps RR y 1 reps NN. Todas las líneas genotipificadas (>1000 HC )

22 Sequía: 2017B y 2018A 2017B: CP de 173 RC1F3 (subtropical) sembrados en Bajío. 2 locs x 3 (riego). CP de 120 RC1F2s (tropical) en Chi y Ver. 5 locs x 2 reps (temporal). 2018A: 101 RC1F3s (subtropical) avanzados/hc de RC1F2s (tropical) avanzados/hc de nuevo CP derivado de 8 otros criollos buenos de 15. Desarrollo de 280 nuevos criollos para evaluaciones en Primera ola de líneas lanzadas para adaptación subtropical.

23 2014: ensayos con criollos. (INIFAP - Santiago Ixcuintla, Nay)

24 2016: ensayos con las cruzas de pruebas (RC1F2s/CML576). (INIFAP Los Mochis, Sin)

25 2017A: 2do año de ensayos CPs de RC1F3s subtropical con 3 probadores.

26 2017A: 1er año de ensayos CPs de RC1F2s tropical con 1 probador.

27 Complejo de Mancha de Asfalto (CMA): 1er olla 2 criollos identificados en los ensayos GWAS con resistencia al CMA (OAXA280 y GUAT153). 2015B/16A: 823 líneas RC1F2s derivados de los 2 criollos x 4 líneas CMLs evaluados per se. 3 loc x 1 Rep. Todas las líneas fueron genotipificadas. 2016B: mejores 105 líneas en CP con CLRCW96/CLRCW85 + evaluaciones de las líneas per se. 2 loc x 1 rep. 2017: CP de los 30 mejores líneas de 16B con 3 probadores. 5 locs x 2 reps. Primera ola de líneas lanzadas. 27

28 2016B: 1er año de CPs: Top 10 Cruzas de prueba Lineas per se Entrada Rend. DIP* TS** TUR*** CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(GUAT153) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(GUAT153) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(GUAT153) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(GUAT153) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(OAXA280) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(GUAT153) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(GUAT153) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(OAXA280) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(GUAT153) CLRCW100/CLRCW96//CLWN247<2(GUAT153) CLRCW96/CML573//CML CLRCW100/CLRCW96//CML * Pudricion de mazorca Diplodia (numero de plantas) ** Mancha de asfalto (score: 1 = limpia, 5 = muerto) *** Mancha de asfalto (score: 1 = limpia, 5 = muerto) 28

29 CMA: 2do olla 2016B: 723 líneas RC1F2s nuevos derivados de nuevos criollos y poblaciones x varios CMLs evaluados per se. 2 loc x 1 rep. 2017B: 516 líneas RC1F3s en 2do año de evaluaciones per se. 3 locs x 1 rep. 2017B: 1er incrementos de 442 líneas haploides doblados para estudios genéticos y para evaluaciones. CML576/CLWN244 y CML576/CML547 29

30 Calor: Proyecto Nuevo 2016: ensayos pilotes a Los Mochis y Obregon. 203 entradas. Siembras en Junio, 2 rep en riego reducido. Criollos de ~20 paises (Mex, Hon, Nic, Ven, Per, Brz, Arg, ) LM perdido debido al huracán 2017: ensayos a LM y Torreón. 217 entradas (202 nuevas y 15 de 16) Siembras XXX en 2 rep en riego normal y 2 en riego reducido. 30

31 Línea RC1F3 derivado de MOR297

32 Línea RC2F3 derivado de LIM88 (Perú)

33 MAB Maíz Retos y oportunidades Complejidad del germoplasma Limitaciones en la red de evaluaciones y riesgos del clima relacionados con fallas de los ensayos.mas Generar y analizar datos en forma colaborativa Dispersar el riesgo de fallas mediante una red confiable de evaluaciones. Colaboraciones con institutos públicos para desarrollar criollos y poblaciones. Evaluación de características no prioritarias para MasAgro Biodiversidad. Nuevas metodologías de investigación.. Muchos mas

34 Gracias por su interese Gracias a los colaboradores y los grupos interesados en MasAgro Biodiversidad-Maíz